МЕТАЛЛЫ

ОБЩИЕ СВОЙСТВА

Положение металлов в периодической таблице

Если в периодической таблице элементов Д.И.Менделеева провести диагональ от бериллия к астату, то слева внизу по диагонали будут находиться элементы-металлы (к ним же относятся элементы побочных подгрупп), а справа вверху – элементы-неметаллы. Элементы, расположенные вблизи диагонали (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb и др.), обладают двойственным характером.

К элементам - металлам относятся s - элементы I и II групп, все d- и f - элементы, а также p- элементы главных подгрупп: III (кроме бора), IV (Ge, Sn, Pb), V (Sb,Bi) и VI (Po). Наиболее типичные элементы – металлы расположены в начале периодов (начиная со второго).

Общие свойства металлов
Виды кристаллических решеток

атомная	ионная	металлическая

Кристаллические решетки металлического типа содержат в узлах положительно заряженные ионы и нейтральные атомы; между ними передвигаются относительно свободные электроны.

Общие физические свойства

Объясняются особым строением кристаллической решетки - наличием свободных электронов ("электронного газа").

1. Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду ––Au,Ag,Cu,Sn,Pb,Zn,Fe уменьшается.

1. Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.

2. Электропроводность.

Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду ––Ag,Cu,Al,Fe уменьшается.

При нагревании электропроводность уменьшается, т.к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение "электронного газа".

1. Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.

2. Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло); самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.

3. Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (=0,53 г/см³); самый тяжелый – осмий (=22,6 г/см³).

Металлы, имеющие  < 5 г/см³ считаются "легкими металлами".

1. Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т.пл. = -39C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (tпл. = 3390C).

Металлы с tпл. выше 1000C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

Общие химические свойства металлов

Сильные восстановители: Me⁰ – nē  Meⁿ⁺

I. Реакции с неметаллами

1. С кислородом:

2Mg⁰ + O_2 2Mg⁺² O

1. С серой:

Hg⁰ + S  Hg⁺² S

1. С галогенами:

Ni + Cl₂ –^t°® Ni⁺²Cl₂

1. С азотом:

3Ca⁰ + N₂ –^t°® Ca₃⁺²N₂

1. С фосфором:

3Ca⁰ + 2P –^t°® Ca₃P₂

1. С водородом (реагируют только щелочные и щелочноземельные металлы):

2Li⁰ + H₂  2Li⁺¹H

Ca⁰ + H₂  Ca⁺²H₂

II. Реакции с кислотами

1. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H восстанавливают кислоты-неокислители до водорода:

Mg⁰ + 2HCl  Mg⁺²Cl₂ + H₂⁰

(Mg⁰ + 2H⁺  Mg²⁺+ H₂⁰)

2Al⁰+ 6HCl  2AlCl₃ + 3H₂⁰

(2Al⁰ + 6H⁺  2Al³⁺ + 3H₂⁰)

6Na⁰ + 2H₃PO₄  2Na₃⁺¹PO₄ + 3H₂

(6Na⁰ + 6H⁺  6Na⁺ + 3H₂⁰)

Восстановление металлами кислот-окислителей смотри в разделах: "окислительно-восстановительные реакции", "серная кислота", "азотная кислота".

III. Взаимодействие с водой

1. Активные (щелочные и щелочноземельные металлы) образуют растворимое основание и водород:

2Na⁰ + 2H₂O  2Na⁺¹OH + H₂⁰

(2Na⁰ + 2H₂O  2Na¹⁺ + 2OH^1- + H₂⁰)

Ca⁰ + 2H₂O  Ca⁺²(OH)₂ + H₂⁰

(Ca⁰ + 2H₂O  Ca²⁺ + 2OH^1- + H₂⁰)

1. Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида:

Zn⁰ + H₂O –^t°® Zn⁺²O + H⁰₂

1. Неактивные (Au, Ag, Pt) - не реагируют.

1. Вытеснение более активными металлами менее активных металлов из растворов их солей:

Cu⁰ + Hg⁺²Cl₂  Hg⁰ + Cu⁺²Cl₂

(Cu⁰ + Hg²⁺  Cu²⁺ + Hg⁰)

Fe⁰ + Cu⁺²SO₄  Cu⁰ + Fe⁺²SO₄

(Fe⁰ + Cu²⁺  Cu⁰ + Fe²⁺)

МЕНЮ

ВПЕРЕД